同时识别主要的甲状腺激素通过固定生物纳米孔
Kefan Wang1,2, Xian Yang1,2, Yunqi Xiao1,2
1State Key Laboratory of Analytical Chemistry for Life Sciences, School of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University, 210023 Nanjing, China.
Nano letters
|December 27, 2023
概括
这项研究引入了一种新的纳米孔传感器,可同时识别五种甲状腺激素 (THs). 一个机器学习算法实现了99%的准确性,使潜在的甲状腺疾病的临床诊断.
科学领域:
- 生物化学 生化学
- 纳米技术 纳米技术
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 甲状腺激素 (THs) 对细胞功能至关重要,它们的准确测量对于诊断甲状腺疾病至关重要.
- 同时区分结构相似的THs是一个重要的分析挑战.
- 基于纳米孔的传感器为单分子分析提供了高分辨率,这使得它们对TH检测充满希望.
研究的目的:
- 开发一种纳米孔感应策略,用于同时识别多个甲状腺激素.
- 评估使用机器学习用于TH信号的自动分类的可行性.
- 为了评估传感器在复杂的生物基质如人体血清中的性能.
主要方法:
- 采用了异构八度的Mycobacterium smegmatis porin A (MspA) 纳米孔,在收缩处有一个固定的离子.
- 使用单分子传感器检测五种代表性的TH:T4,T3,rt3,3,3,5-T2和3,3'-T2.
- 开发并应用了用于自动事件分类和TH识别的机器学习算法.
主要成果:
- 使用MspA纳米孔传感器成功实现了五种不同的甲状腺激素的同时识别.
- 开发的机器学习算法显示了高分类准确率99.0%.
- 传感策略在真实的人类血清样本中得到了验证,显示出有希望的结果.
结论:
- 带有离子的MspA纳米孔传感器能够灵敏地同时检测多种甲状腺激素.
- 机器学习显著提高了TH分析的准确性和自动化.
- 这种方法有可能在临床环境中开发用于甲状腺疾病的先进诊断工具.
